某研究小組探究電解FeCl2溶液的電極反應(yīng)產(chǎn)物
(1)配制1mol?L-1FeCl2溶液,測得pH=4.91,從化合價角度分析,F(xiàn)e2+具有的性質(zhì)
氧化性和還原性
氧化性和還原性
。
(2)該小組同學(xué)預(yù)測電解FeCl2溶液兩極的現(xiàn)象:陽極有黃綠色氣體產(chǎn)生,陰極有無色氣體產(chǎn)生。該小組同學(xué)用如圖裝置電解1mol?L-1FeCl2溶液:
實驗 |
條件 |
操作及現(xiàn)象 |
電壓 |
pH |
陽極 |
陰極 |
Ⅰ |
1.5v |
4.91 |
無氣泡產(chǎn)生,溶液逐漸變渾濁,5分鐘后電極表面析出紅褐色固體 |
無氣泡產(chǎn)生,4分鐘后電極表面有銀灰色金屬狀固體附著 |
①取少量銀灰色固體洗滌后,加稀H
2SO
4有氣泡產(chǎn)生,再向溶液中加入
K3[Fe(CN)6]溶液出現(xiàn)藍(lán)色沉淀
K3[Fe(CN)6]溶液出現(xiàn)藍(lán)色沉淀
(試劑和現(xiàn)象),證明該固體為Fe。
②該小組同學(xué)分析紅褐色固體產(chǎn)生的原因,甲同學(xué)認(rèn)為2Cl
--2e
-=Cl
2↑,Cl
2可氧化Fe
2+最終生成Fe(OH)
3,乙同學(xué)認(rèn)為
Fe2+-e-=Fe3+,鐵離子最終生成Fe(OH)3
Fe2+-e-=Fe3+,鐵離子最終生成Fe(OH)3
。
(3)該小組同學(xué)進一步探究電解1mol?L
-1FeCl
2溶液電極產(chǎn)物的影響因素。
實驗 |
條件 |
操作及現(xiàn)象 |
電壓 |
pH |
陽極 |
陰極 |
Ⅱ |
1.5v |
2.38 |
無氣泡產(chǎn)生,溶液出現(xiàn)少量渾濁,滴加KSCN溶液變紅色 |
無氣泡產(chǎn)生,電極表面有銀灰色金屬狀固體附著 |
Ⅲ |
1.5v |
1.00 |
無氣泡產(chǎn)生,溶液無渾濁現(xiàn)象,滴加KSCN溶液變紅色 |
有氣泡產(chǎn)生,無固體附著 |
Ⅳ |
3.0v |
4.91 |
無氣泡產(chǎn)生,溶液逐漸變渾濁,3分鐘后電極表面有紅褐色固體產(chǎn)生 |
極少量氣泡產(chǎn)生,1分鐘出現(xiàn)鍍層金屬 |
Ⅴ |
6.0v |
4.91 |
有氣泡產(chǎn)生,遇濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)。溶液逐漸變渾濁 |
大量氣泡產(chǎn)生,迅速出現(xiàn)鍍層金屬 |
①寫出實驗Ⅲ中電解FeCl
2溶液的離子反應(yīng)方程式
。
②對比實驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可以得出結(jié)論:陽極:Fe
2+放電時,酸性較強主要生成Fe
3+;酸性較弱主要生成Fe(OH)
3;陰極:
酸性較強時,H+放電,酸性較弱時,F(xiàn)e2+放電
酸性較強時,H+放電,酸性較弱時,F(xiàn)e2+放電
。
③對比實驗Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ可以得出結(jié)論:增大電壓,不僅可以改變離子的放電能力,也可以
改變電極反應(yīng)的速率
改變電極反應(yīng)的速率
。
(4)綜合分析上述實驗,電解過程中電極反應(yīng)的產(chǎn)物與
電解質(zhì)溶液的酸堿性、電源電壓
電解質(zhì)溶液的酸堿性、電源電壓
有關(guān)。